LP Ch Gym nw-Zweig 8 und 9 - saarland.de · Das Kompetenzmodell für Chemie (siehe Abbildung) beinhaltet gleichermaßen neben dem inhaltsbezogenen Kompetenzbereich „Fachwissen“

Lehrplan

Chemie

Gymnasiale Oberstufe

Hauptphase

2-stündiger Kurs

- Erprobungsphase -

2017

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Inhalt Vorwort

Zum Umgang mit dem Lehrplan

Themenfelder Hauptphase der gymnasialen Oberstufe

Anhang

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Vorwort

Die GOS in der dreijährigen Aufbauform bereitet die Schülerinnen und Schüler auf das Stu-dium an der Hochschule und – durch seine fachlichen Ausrichtungen – in besonderer Weise auf das Berufsleben vor. Neben der Belegung eines vierstündigen Chemie-G-Kurses gibt es in dieser Schulform die Möglichkeit, einen zweistündigen G-Kurs im Fach Chemie zu bele-gen.

Auch der Chemieunterricht in der GOS berücksichtigt die im Rahmen der Kultusministerkon-ferenz (KMK) vereinbarten Bildungsstandards1. Die Standards umfassen neben inhaltsbezo-genen Kompetenzen auch allgemeine Kompetenzen wie zum Beispiel Beurteilungskompe-tenz und Kommunikationskompetenz sowie methodische Kompetenzen und Lernstrategien, über die die Schülerinnen und Schüler verfügen sollen, um die inhaltsbezogenen Kompeten-zen erwerben zu können. Schülerinnen und Schüler müssen Kompetenzen erwerben, um in der veränderten Gesellschaft und Berufswelt bestehen zu können.

Der vorliegende Lehrplan erweitert die Bildungsstandards für das Fach Chemie und geht von einem fachspezifischen Kompetenzmodell aus, um inhaltsbezogene und allgemeine Kompe-tenzerwartungen zu formulieren. Der Lehrplan trägt durch die Auswahl und den Anspruch der inhaltlichen Vorgaben dem besonderen Anforderungsprofil der GOS Rechnung. Er be-schränkt sich auf wesentliche Inhalte und Themen, und enthält darüber hinaus Hinweise und Vorschläge zur Unterrichtsgestaltung.

Das Kompetenzmodell für Chemie (siehe Abbildung) beinhaltet gleichermaßen neben dem inhaltsbezogenen Kompetenzbereich „Fachwissen“ auch die prozessbezogenen Kompeten-zen „Erkenntnisgewinnung“, „Kommunikation“ und „Bewertung“ als verbindliche Vorgaben für den Chemieunterricht.

Kompetenzen werden an Inhalten erworben. Das chemische Wissen wird auf der Grundlage von miteinander vernetzten Basiskonzepten erarbeitet, die ein systemisches und multiper-spektivisches Denken sowie eine Beschränkung auf das Wesentliche fördern. Die Basiskon-

1 Vereinbarung über Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss (Jahrgangsstufe 10)

(Beschluss der Kultusministerkonferenz vom 16.12.2004), 2005: Luchterhand

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zepte gewährleisten sowohl eine vertikale Vernetzung zwischen verschiedenen Wissens-ebenen als auch eine horizontale Vernetzung, indem sie anderen naturwissenschaftlichen Disziplinen chemische Begrifflichkeiten bereitstellen und beschreiben. Die prozessbezoge-nen Kompetenzen beschreiben die Handlungsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler, die die Nutzung naturwissenschaftlicher Denk- und Arbeitsweisen erfordern.

Im Chemieunterricht in der Hauptphase der GOS wird das fachsystematische Lehren und Lernen weiter ausgebaut. Dies geschieht durch konsequente Weiterentwicklung der bereits in der Sekundarstufe I und in der Einführungsphase angelegten zentralen Basiskonzepte. Im Verlauf des ersten Jahres der Hauptphase werden die Basiskonzepte der Sekundarstufe mit zwei weiteren Konzepten ergänzt. Bis zum Ende der Hauptphase kennen die Schülerinnen und Schüler folgende Basiskonzepte:

das Teilchenkonzept

das Struktur-Eigenschaften-Konzept

das Energie-Konzept

das Reaktionsgeschwindigkeits-Konzept

das Gleichgewichts-Konzept

das Donator-Akzeptor-Konzept

Struktur-Reaktion-Beziehungen

Struktur-Reaktion-Beziehungen werden im Rahmen des Struktur-Eigenschaften-Konzepts im zweiten Jahr der Hauptphase entwickelt. Diese Basiskonzepte sind eng untereinander ver-netzt und werden im Verlauf des Oberstufenunterrichts an verschiedenen Stellen des Lehr-plans immer wieder gezielt angesprochen und Verbindungen aufgezeigt.

Komplexe Themen machen deutlich, dass die Umsetzung chemischer Kenntnisse in alltägli-chen, technischen und industriellen Zusammenhängen grundlegende Bedeutung für Ent-scheidungen und Bewertungen im ökonomischen, ökologischen und sozialen Bereich hat.

Dabei sollen sowohl Schülerinnen und Schüler, die nach der Schule ein naturwissenschaftli-ches oder verwandtes Studium oder Ausbildungsberuf anstreben als auch diejenigen, die für ihr weiteres Leben – voraussichtlich - keine vertieften Kenntnisse im Fach Chemie benöti-gen, adäquate Kompetenzen erwerben.

An dieser Stelle können Kompetenzen aus folgenden Kompetenzbereichen genannt werden:

Fachkenntnisse

Fachmethoden

Kommunikation

Reflexion.

Im Verlauf der Hauptphase sollen die Schuler folgende handlungsbezogene Fähigkeiten er-werben oder weiter entwickeln:

die Fähigkeit, Arbeitsprozesse selbst zu organisieren und Arbeitsvorhaben zu verfolgen,

die Fähigkeit, Experimente selbst zu planen und auszuwerten,

die Fähigkeit, Ergebnisse unter Anwendung der Fachsprache verständlich zu verbalisie-ren, im Zusammenhang darzustellen und adressatenbezogen zu präsentieren,

die Team-, Kooperations- und Kommunikationsfähigkeit durch gemeinsames Experimen-tieren oder andere Formen der Gruppenarbeit weiter zu entwickeln.

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Über die fachbezogenen Fähigkeiten geben die Lerninhalte im zweistündigen G-Kurs der Oberstufe in den nachfolgenden Themen Auskunft:

1. Jahr der Hauptphase

Thema 20: Orbitalmodell und chemische Bindung (60%)

Thema 21: Energie chemischer Reaktionen (20%)

Thema 22: Reaktionsgeschwindigkeit (20%)

Thema 23: Chemisches Gleichgewicht und MWG (45%)

Thema 24: Protolysen (55%)

2. Jahr der Hauptphase

Thema 25: Redoxreaktionen (100%)

Thema 26: Organische Chemie (100%)

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Der Beitrag des Faches Chemie zur gymnasialen Bildung

Naturwissenschaftliche Erkenntnisse und ihre Anwendung sind unverzichtbare Mittel für die Gestaltung, Erhaltung und Entwicklung gegenwärtiger und künftiger Lebens- und Umweltbe-dingungen.

Die Naturwissenschaften tragen dazu bei, dass die Schülerinnen und Schüler sich in unserer durch Naturwissenschaft und Technik geprägten Gesellschaft zurechtfinden und aktiv daran teilhaben können. Der dynamische naturwissenschaftliche Wissenszuwachs erfordert eine Grundbildung, die die Aneignung neuer Wissensbestände in der weiteren schulischen und außerschulischen Ausbildung ermöglicht und somit eine Basis für lebenslanges Lernen legt. Damit wird auch ein spezifischer Beitrag des Faches zur vertieften Allgemeinbildung geleis-tet.

Das naturwissenschaftliche Verständnis der Schülerinnen und Schüler beruht häufig auf All-tagstheorien, die nicht oder nur sehr begrenzt einer wissenschaftlichen Überprüfung stand-halten. Daher sollten zentrale Ziele des Chemieunterrichts in der gymnasialen Oberstufe sein, Kenntnisse über die spezifischen Aufgabenfelder und Methoden der Chemie und ein gesichertes Fachwissen sowie allgemeine Prinzipien und fachspezifische Konzepte zu ver-mitteln. Zur Verwirklichung dieser Ziele müssen Beobachtungen und Untersuchungen von Stoffen und Stoffumwandlungen, das Formulieren chemischer Fragestellungen, chemische Interpretation mathematisch bzw. symbolisch formulierter Zusammenhänge sowie die Ent-wicklung und Anwendung von Modellen und Theorien zur Erklärung chemischer Phänomene

immer wieder aufgegriffen, eingeübt und vertieft werden. Dies schließt den verantwortungs-bewussten Umgang mit Chemikalien und Geräten im Haushalt, im Labor, in der Umwelt und damit ein sicherheitsbewusstes Experimentieren ein. Darüber hinaus hat die naturwissen-schaftliche Ausbildung großen Einfluss auf die Entscheidung über die Berufsausbildung oder für ein Studium. Sie muss daher auch eine sichere Basis für naturwissenschaftlich-technische Berufe bereitstellen.

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Zum Umgang mit dem Lehrplan

Der vorliegende Lehrplan benennt die Inhalte des Chemieunterrichts und konkretisiert das KMK-Kompetenzmodell.

Der Lehrplan berücksichtigt den Anspruch an ein handlungsorientiertes und schülerzentrier-tes Lernen. Inhalte sollen prinzipiell mit prozessbezogenen Kompetenzen verknüpft werden. Der Lehrplan enthält hierzu Vorgaben, wie z. B. Schülerexperimente aus dem Bereich der Erkenntnisgewinnung. Bei allen Experimenten sind die „Richtlinien zur Sicherheit im natur-wissenschaftlichen und technischen Unterricht sowie zum Umgang mit Gefahrstoffen an den Schulen im Saarland“ vom 18. Juni 2010 (Amtsblatt Nr. 25, S. 426) zu beachten. Zu Beginn eines jeden Schuljahres sind die Schülerinnen und Schüler auf die zur Unfallverhütung ein-zuhaltenden Regelungen hinzuweisen.

Bei Lernerfolgskontrollen sollten möglichst alle Kompetenzbereiche berücksichtigt werden. Das bedeutet, dass Formate gewählt werden, die es den Schülerinnen und Schülern ermög-lichen, Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten möglichst breitgefächert nachzuweisen.

Neben dem Fachwissen sollen auch die Fähigkeiten und Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler zu experimentellem Arbeiten und die Umsetzung naturwissenschaftlicher Arbeitsme-thoden bewertet werden und in die Gesamtnote einfließen. Für die Lehrkräfte sind die Er-gebnisse der Lernerfolgskontrollen Anlass, die Ziele und die Methoden ihres Unterrichts zu überprüfen und ggf. zu modifizieren. Für die Schülerinnen und Schüler sollen die Rückmel-dungen zu den erreichten Lernständen eine Hilfe für das weitere Lernen darstellen.

Die Teile des Lehrplans sind nach Themenfeldern gegliedert. Damit trägt der Lehrplan so-wohl einem an den prozessbezogenen Kompetenzen orientierten als auch einem fachsyste-matisch orientierten Unterricht Rechnung.

Den einzelnen Themenfeldern sind kurze Einleitungstexte vorangestellt. Diese beschreiben die Bedeutung und Alltagsrelevanz des jeweiligen Themenfeldes und machen Aussagen zu chemischen Basiskonzepten. Die Inhalte werden systematisiert und strukturiert, so dass der Erwerb eines grundlegenden, vernetzten Wissens erleichtert und ein „roter Faden“ aufge-zeigt wird.

Anschließend sind in zwei Spalten verbindliche Kompetenzerwartungen bzw. erwartete Schüleraktivitäten, die zum Kompetenzaufbau beitragen, formuliert.

Die linke Spalte enthält Erwartungen hinsichtlich des Kompetenzbereichs Fachwissen. Die rechte Spalte beinhaltet Erwartungen aus den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung.

Bei der Formulierung der Kompetenzerwartungen werden die im Anhang aufgelisteten und jeweils umschriebenen Operatoren verwendet. Sie verdeutlichen in Verbindung mit den Ba-sisbegriffen das jeweils zu erreichende Anspruchsniveau.

Die Kompetenzerwartungen sind bewusst detailliert beschrieben. Dies geschieht mit dem Ziel, die Intensität der Bearbeitung möglichst präzise festzulegen. So kann vermieden wer-den, dass Themenbereiche entweder zu intensiv oder zu oberflächlich behandelt werden. Die detaillierte Beschreibung darf hierbei nicht als Stofffülle missverstanden werden. Der Lehrplan beschränkt sich vielmehr auf wesentliche Inhalte und Themen, die auch Bezugs-punkte für schulische und schulübergreifende Leistungsüberprüfungen sind.

Am Ende jedes Themenfeldes werden erläuternde Hinweise (z. B. zu Sicherheitsbestim-mungen, Fachbegriffen, Umschreibungen, Experimenten, Medien, Unterrichtseinheiten, Lite-ratur) gegeben.

Als Richtwerte für die Gewichtung der verbindlich zu behandelnden Themenfelder bei der Planung des Unterrichts sind Prozentwerte angegeben. Darüber hinaus lässt der Lehrplan Zeit für Vertiefungen, individuelle Schwerpunktsetzungen, fächerübergreifende Bezüge und die Behandlung aktueller Themen.

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Themenfelder Hauptphase der gymnasialen Oberstufe

Themenfelder 1. Halbjahr der Hauptphase Chemie

2 Wochenstunden G-Kurs

Orbitalmodell und chemische Bindung 60%

Energie chemischer Reaktionen 20%

Reaktionsgeschwindigkeit 20%



Chemisches Gleichgewicht und MWG 45%

Protolysen 55%



Redoxreaktionen 100%



Organische Chemie 100%

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20. Orbitalmodell und Chemische Bindung Chemie Hauptphase

Betrachteten die Schülerinnen und Schüler in der Chemie bislang die Stoffe, ihre Eigen-schaften und Umwandlungen weitestgehend phänomenologisch unter Anwendung des Teil-chenmodells und des Bohrschen Atommodells, so soll ihnen nun bewusst werden, dass sich zur Erklärung chemischer Erscheinungen die Notwendigkeit zur Präzisierung und Weiter-entwicklung dieser Modelle ergibt. Dabei bieten die Betrachtung der Entwicklung der ver-schiedenen Atommodelle, ihre Aussagekraft und ihre Grenzen den Schülerinnen und Schü-lern einen umfassenden Einblick in die Denk- und Arbeitsweise der Naturwissenschaften. Das Wissen über den Bau der Atome bietet die Grundlage für das Verständnis von chemi-schen Vorgängen (Teilchenkonzept). Hierbei spiegelt das Orbitalmodell den aktuellen Er-kenntnisstand der Forschung zum Aufbau der Atome wider.

Beobachtbare und messbare Eigenschaften der Stoffe ergeben sich aus dem Bau der Ato-me und Moleküle sowie deren Anordnung und deren Wechselwirkung untereinander. Damit ermöglicht die Kenntnis der atomaren und molekularen Struktur die Voraussage von Stoffei-genschaften. Umgekehrt erlaubt die Ermittlung von Stoffeigenschaften wiederum Rück-schlüsse auf die Art und Zusammenstellung der zugrunde liegenden Teilchen. Die Schüle-rinnen und Schüler erweitern und festigen auf diese Weise ihr Wissen über den Zusam-menhang zwischen Struktur, Eigenschaften und Verwendung der Stoffe, indem sie die Ba-siskonzepte Stoff-Teilchen-Konzept und Struktur-Eigenschaften-Konzept anwenden, um somit Stoffe zu klassifizieren und zu systematisieren.

Ferner sollen die Schülerinnen und Schüler einen Zusammenhang erkennen zwischen wis-senschaftlichem Fortschritt in Form von Theorienbildung und dessen Einfluss auf das Welt-bild und die gesellschaftliche Entwicklung.

Kompetenzerwartungen

Fachwissen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung

Das Orbitalmodell

Die Schülerinnen und Schüler

nennen die Aussagen des Orbitalmodells und die Bedeutung der Quantenzahlen,


beschreiben die Elektronen in der Hülle mit den Quantenzahlen.

umschreiben den Begriff „Orbital“,

beschreiben den Zusammenhang zwi-schen der Orbitalform und dem Energie-gehalt der entsprechenden Elektronen,

skizzieren s- und p-Orbitale,

erklären die besondere Stabilität vollbe-setzter Energieniveaus.

Die Elektronenkonfigurationen der Atome


nennen die Besetzungsregeln Energie-Prinzip, HUND-Regel und PAULI-Prinzip,


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wenden mit Hilfe eines geeigneten Schemas (z. B. Schachbrettschema) die Besetzungs-regeln an,

beschreiben die Elektronenkonfiguratio-nen der Hauptgruppenelemente nach PAULING (Kästchenschreibweise) und mit Hilfe von Buchstaben-Zahlen-Kombinationen.

leiten die Zusammenhänge zwischen der Elektronenkonfiguration und der Stellung ei-nes Elementes im PSE ab.

Die Ionenbindung


formulieren die Bildung von Ionen aus Atomen mit Hilfe einer geeigneten Glei-chung,


nennen den Wortlaut der Oktett-Regel,

bestimmen die Ionenladung in Verbin-dungen,

beschreiben salzartige Stoffe mit einer Verhältnisformel,

grenzen Verhältnisformeln von Ionenverbin-dungen gegen Molekülformeln ab,

nennen das COULOMB-Gesetz in der vereinfachten Form (F ~ Q1 Q2 / r²),

leiten mit Hilfe des COULOMB-Gesetzes den Zusammenhang zwischen Ionenladung, Ionenradius und Gitterenergie her,

beschreiben die Gitterenergie als Maß für die Stärke der Bindungen zwischen den Gitterbausteinen,

beschreiben die Struktur der Ionenver-bindungen mit einem geeigneten Modell,

nennen Coulomb-Kräfte als Ursache für die Ionenbindung.

erklären über die Struktur die physikalischen Eigenschaften (Schmelztemperatur, Siede-temperatur, Härte) von Ionenverbindungen,

ordnen Ionenverbindungen nach steigen-der/fallender Siede- und Schmelztemperatur und begründen die Zuordnung.

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Die Atombindung (Elektronenpaarbindung)


beschreiben einfache, unpolare Molekül-verbindungen mit Hilfe der LEWIS-Formel (Valenzstrich-Schreibweise) und unterscheiden freie und bindende Elek-tronenpaare,


erstellen einfache Moleküle mit Hilfe eines Modellbaukastens,

leiten aus den Modellen die Entstehung von Molekülorbitalen ab und beschreiben die Bindekräfte als elektrostatische Kräfte,

erklären das Zustandekommen der Bin-dung in unpolaren, zweiatomigen Mole-külen.

diskutieren die Möglichkeit zur Bildung von Molekülorbitalen aus einem doppelt besetz-ten und einem leeren Atomorbital.

beschreiben ein Molekülorbital als Or-bital, die dem Gesamtmolekül zugeord-net werden,

beschreiben und erklären das Zustande-kommen der polaren Atombindung über die Elektronegativität,

geben den Zusammenhang zwischen Dipolcharakter und Molekülgeometrie an,

zeichnen Moleküle und geben die Partialla-dungen an,

grenzen die Begriffe Ionenladung und Parti-alladung gegeneinander ab,

erkennen am Methan den Widerspruch zwi-schen dem Bau des Molekül und den Bin-dungsmöglichkeiten des Kohlenstoff-Atoms im Grundzustand,

erweitern das Orbitalmodell durch das Hyb-ridisierungskonzept (Grundzustand - Anre-gungszustand – Hybridzustand),

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beschreiben mit Energieniveauschemata das Zustandekommen der sp³-, sp²- und sp-Hybridisierung des Kohlenstoff-Atoms,

beschreiben die Energieniveauschemata von Kohlenstoff im Grund- und dem ent-sprechenden Hybridzustand,

erklären das Zustandekommen von Mehrfachbindungen,

unterscheiden zwischen - und - Bin-dungen,

zeichnen die LEWIS-Formeln von geeigne-ten Molekülen und schließen auf die Größe des Bindungswinkels,

leiten den Zusammenhang zwischen Größe des Bindungswinkel und Hybridisierung her.

geben die zu erwartenden Bindungswin-kel und die daraus resultierende Geo-metrie bei einer sp³-, sp²- und sp-Hybridisierung an.

Die Metallbindung


beschreiben das Zustandekommen der Metallbindung mit einem geeigneten Mo-dell (z. B. Elektronengas-Modell).


vergleichen Metallgitter und Ionengitter,

schließen auf die unterschiedlichen Eigen-schaften (Schmelz- und Siedetemperatur, Feststoffstruktur, elektrische Leitfähigkeit und Löseverhalten) und erklären diese.

Zwischenmolekulare Kräfte

Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler

vergleichen Siedetemperaturen von Mole-külverbindungen und schließen auf unter-schiedliche zwischenmolekulare Kräfte als Ursache,

nennen VAN-DER-WAALS-KRÄFTE, Dipol-Dipol-Kräfte und Wasserstoffbrü-cken als zwischenmolekulare Kräfte,

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beschreiben die Abhängigkeit der VAN-DER-WAALS-KRÄFTE von der Mole-külmasse bzw. Molekülgröße,

unterscheiden zwischen „induziertem Dipol“ und „permanentem Dipol“,

erklären die Entstehung von Wasser-stoffbrücken.

zeichnen Ausschnitte der Wasserstoffbrü-ckenbindungen am Beispiel von Wasser, Ammoniak, Ethanol und Essigsäure (Dimeri-sierung),

betrachten, vergleichen, ordnen und erklären Stoffe der verschiedenen Bindungstypen hinsichtlich der Struktur-Eigenschaften-Beziehungen (Feststoffstruktur, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Löseverhalten).

Hinweise

Das Orbitalmodell

- Das Energiestufenmodell kann über die Interpretation der Ionisierungsenergien oder über die Auswertung von Spektren hergeleitet werden.

- Ausgehend vom Energiestufen-Modell und den Erkenntnissen HEISENBERGs kann in einfacher und anschaulicher Weise an den Orbitalbegriff herangeführt werden.

- Es kann auf die Quantenzahl und Quantenzahl-Kombinationen eingegangen werden.

- Mögliche Definition: Unter einem Orbital versteht man den Raum in der Nähe eines Atomkerns, in dem sich maximal zwei Elektronen mit großer Wahrscheinlichkeit (z. B. 90%) aufhalten.

- Als Merkhilfe für die Reihenfolge der Elektroneneinordnung in die Hülle bietet sich das Schachbrettschema oder ein ähnliches Schema an.

- Ein Hinweis auf Nebengruppenelemente, Lanthanoide und Actinoide und möglicher Elektronenkonfigurationen kann gegeben werden.

Die Ionenbindung

- Anhand der Elektronenkonfigurationen von Ionen einiger Nebengruppenelemente kann verdeutlicht werden, dass die Oktett-Regel nur mit Einschränkungen gilt.

Die Atombindung

- Hier kann auch auf die in der Klassenstufe 10 (Organische Chemie) besprochenen Bei-spiele unter Anwendung der Oktettregel Bezug genommen werden.

- Geeignete Beispiele für einfache Molekülverbindungen sind Wasserstoff und die Halo-gene.

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Hinweise

- Mögliche Definition: Unter Molekülorbitalen versteht man Orbitale, die nicht dem einzel-nen Atom, sondern dem Gesamtmolekül zugeordnet werden.

- Mögliche Definition: Die Elektronegativität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Atoms, Bindungselektronen anzuziehen.

- Mögliche Definition: Ein Dipol-Molekül ist ein Molekül mit je einem positiven und einem negativen Ladungsschwerpunkt.

- Mögliche Definition: Unter Hybridisierung versteht man die Verschmelzung verschiede-ner Atomorbitale mit unterschiedlichem Energiegehalt zu energetisch gleichwertigen Or-bitalen unter Energiezufuhr.

- Die unterschiedlichen Hybridisierungen des Kohlenstoff-Atoms und die daraus resultie-renden Eigenschaften können am Beispiel von Diamant und Graphit veranschaulicht werden.

Zwischenmolekulare Kräfte

- Die Schüler sollen deutliche unterscheiden zwischen den Bindungen innerhalb eines Moleküls und den Wechselwirkungen der Moleküle untereinander.

Medienhinweise:

Einführung in die Ionenlehre, FWU-VHS 4202010

Atom- und Orbitalmodell, FWU-VHS 4202142

Computersimulation: ODYSSEY, AV-Medienkatalog LPM 6660014

Chemische Verbindungen, FWU-VHS 4281046

Das Wasser – eine faszinierende Flüssigkeit, FWU-VHS 4201791

Mögliche Experimente/Schülerübungen

- Reaktion von Schwefel mit Zink

- Ablenkung eines Wasserstrahls

- Verbiegen von Metallen im Vergleich zu einem Salz

- Zerschlagen eines Salzkristalls und einem Metallstück mit einem Hammer

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21. Energie chemischer Reaktionen Chemie Hauptphase

Chemische Reaktionen sind in der Regel neben dem Stoffumsatz auch mit einem Energie-umsatz verbunden. Das Basiskonzept Energie befasst sich mit dem Energiegehalt von Stoffen und dem Austausch von Energie bei Stoffumsetzungen. Mit Hilfe dieses Konzeptes sind die Schülerinnen und Schüler in der Lage Vorhersagen über den möglichen Ablauf von chemischen Reaktionen zu treffen.

Viele chemische Reaktionen werden aufgrund ihrer energetischen Bilanz vom Menschen durchgeführt. Die quantitative Bestimmung von Reaktionswärmen und ihre Umsetzung auf anwendungsbezogene Dimensionen stellen einen erkenntnisgeleiteten Weg zur Einschät-zung und zum Verständnis energetischer Problemstellungen dar.

Quantitative Energiebestimmungen verschiedener Reaktionen und klare Definitionen bilden eine geeignete Grundlage für die globale Energiediskussion. Die Schülerinnen und Schüler erwerben fundierte fachliche Grundkenntnisse in einem für sie und die Gesellschaft relevan-ten und daher motivierenden Kontext.

Zum Voraussagen und Erklären chemischer Reaktionen wenden die Schülerinnen und Schüler auch die experimentelle Methode an. Sie nutzen mathematische Verfahren zur Be-rechnung von Stoff- und Energieumsätzen und beherrschen den Umgang mit moderner Rechentechnik.

Sie beschreiben und veranschaulichen chemische Sachverhalte unter Nutzung der Fach-sprache und sind in der Lage, grafische Darstellungen zu analysieren und zu interpretieren.



Energie chemischer Reaktionen


nennen Energie, Wärme, Licht, elektri-sche Energie, kinetische Energie und chemische Energie als Energieform,


grenzen offene, geschlossene und iso-lierte Systeme voneinander ab,

ordnen verschiedenen Systemen die Begriffe offen, geschlossen und isoliert zu.

nennen den Energieerhaltungssatz.

Enthalpie (H)


umschreiben den Begriff Enthalpie,


geben an, dass absolute Enthalpiewerte von Stoffen nicht gemessen oder be-rechnet werden können,

definieren Standardenthalpie (ΔH°), mo-lare Standard-Bildungsenthalpie (ΔfH°m) und molare Reaktionsenthalpie (ΔrH°m),

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planen ein Experiment zur Bestimmung der Neutralisationsenthalpie von HCl und NaOH und führen dieses durch,

bestimmen rechnerisch die Reaktions-enthalpien von handelsüblichen Brennstoffen und Nährstoffen,

schließen anhand eines Experimentes auf exotherme und endotherme Reaktionen.

erklären exotherme und endotherme Reaktionen mittels Energie-Reaktionsverlauf-Diagramm.

Entropie (S)


definieren den Begriff Entropie (S),


geben an, dass absolute Entropiewerte bestimmt werden können.

schätzen die Änderung der Entropie bei ver-schiedenen Bedingungen und Reaktionen (Änderung des Aggregatzustandes, Ände-rung der Temperatur, Löse- und Fällungsre-aktionen, Löseprozessen bei Gasen, Ver-brennungen) ab.

Freie Enthalpie (G)


umschreiben den Begriff Enthalpie (G),


vergleichen exergonische und ender-gonische Reaktionen hinsichtlich der Freien Enthalpie (G).

geben den Zusammenhang zwischen Freier Enthalpie (G), Enthalpie (H), Tem-peratur und Entropie (S) mittels GIBBS-HELMHOLTZ-Gleichung an.

Hinweise

Energie chemischer Reaktionen

- In diesem Thema soll der aus der Mittelstufe bekannte Energieumsatz bei chemischen Reaktionen präzisiert, erweitert und vertieft werden.

- Mögliche Definition: Die Summe aller Energieformen in einem isolierten System ist kon-stant.

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Hinweise

Enthalpie (H)

- Mögliche Definition: Unter Enthalpie versteht man den „Wärmeinhalt“ von Stoffen bei konstantem Druck.

- Zur Berechnung von Enthalpien wurde die Enthalpie (H) eines Elementes im energie-ärmsten Zustand unter Standardbedingungen (25°C, 1000 hPa) willkürlich null gesetzt.

- Mögliche Definition: Unter der molaren Bildungsenthalpie versteht man die bei der Syn-these eines Mols eines Stoffes aus den Elementen bei konstantem Druck freigesetzte oder gebundene Wärmemenge.

- Standardbildungsenthalpien können Tabellen entnommen werden.

- Mögliche Definition: Die Enthalpieänderung (ΔH) einer Reaktion ist die bei konstantem Druck aufgenommenene (ΔH>0) oder abgegebene (ΔH<0) Wärmemenge.

- Die (molare) Reaktionsenthalpie einer Reaktion kann aus den (molaren) Standard-Bildungsenthalpien der Edukte und Produkte berechnet werden: ΔrH°m=

ΔfH°m(Produkte) - ΔfH°m(Edukte).

Entropie (S)

- Mögliche Definition: Die Entropie (S) ist ein Maß für die Unordnung eines Systems.

- Die Entropie eines ideal-kristallisierten Reinstoffs ist am absoluten Nullpunkt null (T=0 K, S=0 Jmol-1K-1).

- Die Standard-Entropien für viele Stoffe können Tabellen entnommen werden.

- Die (molare) Entropieänderung einer Reaktion kann aus den Standard-Entropien der

Edukte und Produkte berechnet werden: ΔrS°m = S°m(Produkte) - S°m(Edukte).

- Auf das Prinzip des Entropie-Maximums kann eingegangen werden.

Freie Enthalpie (G)

- Eine Reaktion verläuft spontan, wenn die Freie Enthalpie abnimmt.

- Im „normalen“ Temperaturbereich entscheidet hauptsächlich die Enthalpieänderung ΔH über den Reaktionsablauf. Im „höheren“ Temperaturbereich hat die Entropieänderung durch den Temperaturfaktor T zunehmend Einfluss auf den Reaktionsverlauf.

- Berechnungen zur GIBBS-HELMHOLTZ-Gleichung sollen nicht durchgeführt werden.

Medienhinweise

Unterrichtseinheit „Energie bei chemischen Reaktionen“, LPM

SOL-orientierte Unterrichtseinheit „Energetik“, LPM

Chemische Reaktionen und Energie, FWU-DVD 4610521



- Bestimmung verschiedener Neutralisationsenthalpien

- Reaktion von weißem und blauen Kupfersulfat

- Bau eines einfachen Kalorimeters

- Lösen von Ammoniumchlorid, Natriumthiosulfat oder Kaliumnitrat in Wasser

- Reaktion von Bariumhydroxid mit Ammoniumiodid

- Thermolyse von Silberoxid

- Kalkbrennen

- Reaktion von Salzsäure mit einer Soda-Lösung

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22. Reaktionsgeschwindigkeit Chemie Hauptphase

Täglich begegnen Schülerinnen und Schüler unterschiedlich schnellen Reaktionen wie z. B. dem Verderben von Obst oder dem Entzünden eines Streichholzes in Bruchteilen von Se-kunden. Für alle chemischen Prozesse ist es wichtig, wie die Geschwindigkeit von Reaktio-nen gemessen und beeinflusst werden kann, um Energie und damit Kosten zu sparen. Über die Untersuchung der Reaktionsgeschwindigkeit in ausgewählten Experimenten lassen sich Kenntnisse über die Mechanismen von Reaktionen gewinnen, da diese oftmals in mehreren Einzelschritten ablaufen. Des Weiteren zeigen experimentelle Beobachtungen sowohl quan-titativ als auch qualitativ die Bedeutung der Reaktionsgeschwindigkeit. Mithilfe von Mess-werten sind die Schülerinnen und Schüler in der Lage, sinnvolle Definitionen und mathema-tische Beschreibungen von den verschiedenen Arten der Reaktionsgeschwindigkeit abzulei-ten und gegeneinander abzugrenzen (Reaktionsgeschwindigkeitskonzept), aber auch Diagramme unter Verwendung der Fachsprache zu interpretieren.

Die Beschreibung der beobachtbaren Abhängigkeiten der Reaktionsgeschwindigkeit von z. B. Konzentration und Temperatur und damit der Reaktionsdynamik erklären und deuten die Schülerinnen und Schüler auf Teilchenebene, indem sie die Stoßtheorie anwenden (Teilchenkonzept). Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass die Teilchen der Aus-gangsstoffe eine bestimmte Mindestenergie aufbringen müssen, damit daraus Reaktions-produkte entstehen können (Energiekonzept).

In einfachen Experimenten erfahren die Schülerinnen und Schüler die Beeinflussung chemi-scher Reaktionen mit Hilfe von Katalysatoren und können dadurch zahlreiche Bezüge zu Alltag, Natur und Technik herstellen.



Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen



vergleichen verschiedene Reaktionen hin-sichtlich ihrer Schnelligkeit,

leiten aus den Ergebnissen eine mögliche Definition der Reaktionsgeschwindigkeit her,

geben eine Definition für die Reaktions-geschwindigkeit an,

beschreiben die Reaktionsgeschwindig-keit mit Hilfe einer mathematischen Glei-chung,

erkennen aus geeigneten Experimenten den Zusammenhang zwischen Reaktionsge-schwindigkeit und Grenzfläche bei heteroge-nen Reaktionen,

beschreiben die Reaktionsgeschwindig-keit in Abhängigkeit der Grenzfläche bei heterogenen Reaktionen,

leiten aus Diagrammen, Tabellen und geeig-neten Versuchsergebnissen die Abhängig-keit der Reaktionsgeschwindigkeit von ver-schiedenen Faktoren (Teilchenkonzentrati-on, Partialdruck, Temperatur) her,

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erklären den Einfluss von Änderung der Teilchenkonzentrationen mit Hilfe der Kollisionstheorie (Stoßtheorie),

erklären die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit mit der RGT-Regel.

erstellen und interpretieren die Konzentrati-ons-Temperatur-Diagramme einer enzymati-schen und einer nicht enzymatischen Reak-tion (Hitzedenaturierung).

Reaktionsgeschwindigkeit und Katalysatoren



ermitteln durch Vergleich geeigneter Reakti-onen mögliche Umschreibungen für homo-genen und heterogenen Katalyse,

definieren die Begriffe homogene und heterogene Katalyse,

beschreiben und erklären den Einfluss von Katalysatoren auf die Aktivierungs-energie und den Reaktionsweg,

übertragen diese Kenntnisse auf/in das Energie-Reaktionsweg-Diagramm einer ho-mogenen bzw. heterogenen Katalyse,

nennen den Autoabgas-Katalysator und enzymatisch gesteuerte Reaktionen als Beispiel für eine Natur und Technik be-deutsame katalysierte Reaktion.

Hinweise

Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen

- Die Unterrichtseinheit soll genutzt werden, das Erstellen und Interpretieren von Dia-grammen zu üben (z. B. Konzentrations-Zeit-Diagramm, Reaktionsgeschwindigkeits-Zeit-Diagramm, Energie-Reaktionsweg-Diagramm, MAXWELL-BOLTZMANN-Energie-verteilungs-Diagramm)

- Mögliche Definition: Die Reaktionsgeschwindigkeit ist der Quotient aus dem Betrag der Konzentrationsänderung eines Reaktionspartners und der dazu benötigten Zeit. v = Δc/Δt

- Der Einfluss der verschiedenen Faktoren auf die Reaktionsgeschwindigkeit lässt sich in einfacher Weise mit der Kollisionstheorie erklären. Für bimolekulare Reaktionen ergibt sich so eine einfache Hinführung zur Reaktionsgeschwindigkeitsgleichung und zur Her-leitung des MWG.

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Hinweise

Medienhinweise

Reaktionsgeschwindigkeit, FWU-VHS 4209734

Katalytische Reaktionen, FWU-VHS 4201985

Der Autoabgas-Katalysator, FWU-VHS 4201005

Der Autoabgas-Katalysator, FWU-VHS 4252381

Enzyme formen das Lebendige, FWU-VHS 4253154


Kontextorientierte Unterrichtseinheit „Der Bombardierkäfer“, LPM


- Methan- oder Mehlstaubexplosion

- Reaktion von Magnesium und Calcium mit einer wässrigen Phenolphthalein-Lösung

- Reaktionen von saurer Permangant-Lösung mit Oxalsäure (langsam) bzw. Sulfit-Ionen (schnell)

- Zerfall von Thiosulfat in saurer Lösung

- LANDOLTscher Zeitversuch

- Reaktion von Hefe (Katalase) mit Wasserstoffperoxid bei unterschiedlichen Konzentrati-onen und Temperaturen

- Zerfall von Wasserstoffperoxid mit Braunstein

- Zerfall von Wasserstoffperoxid mit Hilfe von Chromat-Ionen (Bildung eines braunen, instabilen Zwischenproduktes)

- Hemmung der Reaktion von Kaliumiodid und Wasserstoffperoxid durch Phosphorsäure

- Reaktion von Harnstoff und Urease

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23. Chemisches Gleichgewicht und MWG Chemie Hauptphase

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass viele chemische Prozesse reversibel sind und ihnen ein dynamisches Gleichgewicht zugrunde liegt (Gleichgewichtskonzept). Kenntnisse über die Merkmale und die Beeinflussbarkeit chemischer Gleichgewichte befähigen sie zur Diskussion von Problemen bei der Durchführung chemischer Reaktionen in der chemischen Industrie. Mithilfe des Massenwirkungsgesetzes (MWG) formulieren sie quantitative Aussa-gen zur Lage von Gleichgewichtsreaktionen und können unter Nutzung des MWG bedeu-tende großtechnische Synthesen, wie z. B. das HABER-BOSCH-Verfahren, hinsichtlich ih-rer Wirtschaftlichkeit beurteilen. Die Lage des Gleichgewichtes wird vor allem durch die Art der Reaktionspartner und ihre Konzentration, die Temperatur und den Druck bestimmt. So-mit können die Schülerinnen und Schüler das Teilchenkonzept, das Energiekonzept und das Reaktionsgeschwindigkeitskonzept auf die Verschiebung der Gleichgewichtslage übertragen und entsprechende Diagramme auswerten.

Das Massenwirkungsgesetz, das Prinzip des kleinsten Zwangs (nach LE CHATELIER) und die Kenntnisse über Katalysatoren bilden somit eine Grundlage für Überlegungen und Pla-nungen zum Verlauf chemischer Reaktionen sowohl in der Technik als auch in der Natur und im Alltag.



Umkehrbare Reaktionen und chemisches Gleichgewicht


nennen die Umkehrbarkeit und ein ge-schlossenes System als notwendige Vo-raussetzungen für ein chemisches Gleichgewicht,


beschreiben das chemische Gleichge-wicht als dynamischen Prozess,

untersuchen und protokollieren eine Gleich-gewichtsreaktion.

beschreiben die Gleichgewichtseinstel-lung mit Hilfe eines Modellexperimentes oder eines Simulationprogrammes am PC.

Massenwirkungsgesetz (MWG)


nennen den Wortlaut des MWG und die mathematische Formulierung,


nennen die Aussagen der Gleichge-wichtskonstanten.

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Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts



untersuchen, zeichnen, vergleichen und deu-ten verschiedene Konzentrations-Zeit-Dia-gramme zur Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts,

nennen und erläutern das Prinzip von LE CHATELIER und BRAUN („Prinzip vom kleinsten Zwang“),

erklären, wie die Lage des chemischen Gleichgewichts durch Änderung von Kon-zentration, Temperatur und Druckänderung beeinflusst werden kann,

wenden das Prinzip von LE CHATELIER und BRAUN auf die Ammoniak-Synthese (Haber-Bosch-Verfahren) an,

erstellen und interpretieren Diagramme und diskutieren vorteilhafte Reaktionsbedingun-gen bei der Ammoniak-Synthese,

nennen die Wirkung von Katalysatoren auf die Gleichgewichtsreaktion und die Geschwindigkeit der Gleichgewichtsein-stellung.

zeichnen und interpretieren Diagramme zur Wirkung eines Katalysators auf Gleichge-wichtsreaktionen.

Hinweise

Umkehrbare Reaktionen und Chemisches Gleichgewicht

- Die Gleichgewichtseinstellung kann z. B. mit Hilfe des Wasserstandsgleichgewichts im Modellexperiment verdeutlicht werden.

- Als modellhafter Einstieg in das Thema eignet sich auch die Geschichte „Der Holzapfel-krieg“ (Schroedel-Verlag).

- Die Leitfähigkeit einer Lösung ist ein Maß für die Lage des Gleichgewichts.

- Die Leitfähigkeit am Äquivalenzpunkt ist ein Maß für die Lage des Gleichgewichts.

Das Massenwirkungsgesetz (MWG)

- Auf eine „Herleitung“ des MWG aus Reaktionsgeschwindigkeitsgleichungen kann ver-zichtet werden.

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Hinweise

Beeinflussung der Lage des chemischen Gleichgewichts

- Mögliche Definition: Übt man auf ein im Gleichgewicht befindliches chemisches System durch Änderung der äußeren Bedingungen einen Zwang aus, so verschiebt sich das Gleichgewicht in die Richtung, in der es dem Zwang ausweicht.

- Weitere chemisch-technisch wichtige Prozesse sind das Doppelkontaktverfahren der Schwefelsäure-Herstellung oder das BOUDOUARD-Gleichgewicht.

Medienhinweise

- Modelle zum chemischen Gleichgewicht, FWU-VHS 4201203

- Das chemische Gleichgewicht; FWU-VHS 4209735

- Ammoniak-Synthese, FWU-VHS 4210257

- Beeinflussung chemischer Reaktionen, FWU-VHS 4209737

- Katalytische Reaktionen, FWU-VHS 4201985

- Computersimulation: ODYSSEY, AV-Medienkatalog LPM 6660014

- Kontextorientierte Unterrichtseinheit „Sprudel & Co“, LPM

Mögliche Experimente/Schülerübungen:

- Bildung und Zerfall von Calciumhydrogencarbonat

- Bildung und Zerfall von Ammoniumchlorid

- Bildung und Zerfall von Kohlensäure

- Leitfähigkeitsuntersuchung am Calciumsulfat-Gleichgewicht

- Titration einer Calciumhydroxid-Lösung mit Schwefelsäure

- Temperatur- und Druckabhängigkeit des NO2/N2O4-Gleichgewichts im Kolbenprober

- Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit des Eisen(III)-thiocyanat-Gleichgewichts

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24. Protolysen Chemie Hauptphase

Sehr viele chemische Reaktionen in Natur und Technik verlaufen in wässrigen Systemen, weshalb diesem Bereich der Chemie besondere Bedeutung zukommt. Bei vielen dieser Reaktionen spielen Teilchenübergänge eine ausschlaggebende Rolle. So lassen sich die vielfältigen chemischen Zusammenhänge von Säure-Base-Gleichgewichts-Reaktionen als chemische Reaktionen mit Protonenübergängen beschreiben (Donator-Akzeptor-Konzept, Gleichgewichtskonzept) und mit Blick auf die Funktion von Teilchen analysieren.

Wenden die Schülerinnen und Schüler das MWG auf die Protolyse-Gleichgewichts-Reaktionen an, so können die bisher nur qualitativ zugänglichen bzw. die aus der Molekül-struktur ableitbaren Säure-Base-Eigenschaften (Struktur-Eigenschaften-Konzept) nun auch quantitativ erfasst werden, indem sie den mathematischen Zusammenhang von Io-nenprodukt des Wassers und pH-Wert darstellen. Auf diese Weise lassen sich pH-Werte berechnen und die Bedeutung des pH-Wertes in Alltag und Technik diskutieren.

Die Titration und der Einsatz von Indikatoren als gängige analytische Verfahren spielen z. B. bei Untersuchungen von umweltrelevanten Aspekten eine wesentliche Rolle. An dieser Stel-le können die Schülerinnen und Schüler selbstständig Experimente zur Säure-Base-Titration und der Herstellung von Indikatoren planen und durchführen.



Säuren und Basen nach BRÖNSTED


definieren Säuren als Protonendonatoren und Basen als Protonenakzeptoren,


definieren den Begriff korrespondierende (konjugierte) Säure-Base-Paare,

erstellen einen Überblick über einige korres-pondierende Säure-Base-Paare,

wenden das BRÖNSTED-Konzept auf Proto-lyse-Reaktionen an,

definieren den Begriff Ampholyt (ampho-teres Teilchen),

nennen Wasser als Beispiel für ein am-photeres Teilchen,

benennen die korrespondierenden Säu-re-Base-Paare in der Protolysereaktion des Wassers mit Formel und Namen.

erläutern das Donator-Akzeptor-Prinzip am Beispiel der Protolyse einer allgemeinen Säure oder Base.

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Anwendung des MWG auf Protolyse-Gleichgewichte



formulieren verschiedene Protolyse-Gleich-gewichte und wenden darauf das MWG an,

formulieren die Autoprotolyse-Reaktion des Wassers und wenden das BRÖNSTED-Konzept an,

definieren den Begriff Autoprotolyse,

geben an, unter welchen Bedingungen ein Teilchen eine Autoprotolyse eingehen kann,

wenden das MWG auf die Autoprotolyse von Wasser an,

leiten aus dem MWG das Ionenprodukt des Wassers her.

geben die Gleichung für das Ionenpro-dukt des Wassers an und kennen den entsprechenden Zahlenwert.

pH- und pOH-Wert



leiten aus dem Ionenprodukt des Wassers den pH- bzw. pOH-Wert her,

geben die mathematische Definition von pH- und pOH-Wert an,

planen ein Experiment zur Bestimmung des pH-Wertes bekannter Alltagsstoffe und füh-ren dieses durch,

geben den Zusammenhang zwischen pH, pOH und pKw-Wert an,

geben die pH-Wert-Skala an.

berechnen den pH- bzw. pOH-Wert starker Säuren und Basen,

berechnen unter Verwendung von pH-Werten die Ausgangskonzentrationen star-ker Säuren und Basen.

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Die Stärke von Säuren und Basen



vergleichen mit Hilfe eines Experimentes gleich konzentrierte, verdünnte starke und schwache Säuren miteinander,

schließen aus der Beobachtung auf die un-terschiedliche Säurestärke,

definieren die Säure- und Basen-konstante als Maß für die Säure- bzw. Basenstärke,

beschreiben die mathematische Bezie-hung zwischen der Säuren- und Basen-konstanten und dem Ionenprodukt des Wassers,

teilen Säuren und Basen anhand ihrer Säuren- und Basenkonstanten in stark und schwach ein,

wenden diese Beziehungen auf einfache Berechnungen an,

erklären den möglichen Ablauf einer Pro-tolyse-Reaktion anhand von Säuren- und Basenkonstanten.

bewerten den Ablauf einer Protolyse-Re-aktion an geeigneten Beispielen durch Ver-gleich der Säure- und Basenkonstanten und der daraus resultierenden GGW-Verschie-bung.

Protolyse-Gleichgewichte in Indikator-Lösungen


definieren den Begriff Säure-Base-Indi-kator,


formulieren die Protolysegleichung eines allgemeinen Indikator-Gleichgewichts,

geben an, wie sich das Indikator-Gleichgewicht bei Zugabe von geringen Mengen Säure oder Lauge verschiebt,

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führen einfache Experimente mit den Säure-Base-Indikatoren Phenolphthalein, Bromthy-molblau, Lackmus und Universalindikator durch,

nennen die Beziehung pH = pKS (HIn) ±1

informieren sich über die Umschlagsberei-che der verwendeten Indikatoren und geben einen Überblick über die sich einstellenden Farben im sauren, neutralen und alkalischen Milieu.

Neutralisationen und ihre Auswertung



erstellen die Titrationskurve einer starken Säure (Base) mit einer starken Base (Säu-re),

ermitteln in der Titrationskurve den pH-Sprung, Anfangs- und End-pH und den Äqui-valenzpunkt (ÄP).

nennen die Bedeutung der charakteristi-schen Punkte einer Titrationskurve (pH-Sprung, ÄP, Anfangs- und End-pH).

Hinweise

Säuren und Basen nach BRÖNSTED

- Der Säure-Base-Begriff von ARRHENIUS kann mit Hilfe eines geeigneten Experimentes erweitert werden.

- Mögliche Definition: Korrespondierende (konjugierte) Säure-Base-Paare sind Teilchen-paare, die durch Protonenabgabe bzw. –aufnahme ineinander übergehen können.

- Mögliche Definition: Ampholyte (amphotere Teilchen) sind Teilchen, die je nach Reakti-onspartner als Säure oder Base wirken können. Es soll deutlich werden, dass die Begrif-fe Säure und Base keine Stoffeigenschaften, sondern Funktionen bezeichnen. Ein Stoff kann nur dann als Säure wirken, wenn ein geeigneter Protonenakzeptor vorliegt (Dona-tor-Akzeptor-Prinzip).

- Nach BRÖNSTED können nicht nur neutrale Teilchen, sondern auch Bestandteile von Salzen (Ionen) als Säuren bzw. Basen wirken.

Anwendung des MWG auf Protolyse-Gleichgewichte

- Hier können auch Autoprotolysen anderer Systeme erwähnt und betrachtet werden.

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Hinweise

pH- und pOH-Wert

- Mögliche Definition: Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus des Zahlen-wertes der in mol l-1 angegebenen Oxoniumionen-Konzentration.

Die Definition des pOH-Wertes erfolgt analog.

- pH = - log {c(H3O+} und pOH = - log {c(OH-}

- Die Temperaturabhängigkeit des Ionenprodukts des Wassers und damit auch des pH-Wertes sollen erwähnt werden.

Die Stärke von Säuren und Basen

- Herleitung und Anwendung der Beziehungen: KS KB = KW = 10-14 mol² l-²

pKS + pKB = 14

- Hier genügt: Stärkere Säure und stärkere Base reagieren zur schwächeren Säure und schwächeren Base.

- Bei Berechnungen von Schwefelsäure-Lösungen kann Schwefelsäure wie eine einpro-tonige Säure behandelt werden. Die Vernachlässigung der zweiten Protolysestufe verur-sacht nur einen minimalen Fehler.

Protolyse-Gleichgewichte in Indikator-Lösungen

- Mögliche Definition: Säure-Base-Indikatoren sind organische Säure-Base-Paare, bei denen die Indikatorsäure eine andere Farbe aufweist als die korrespondierende Base.

- Universalindikatoren sind Indikatormischungen.

Medienhinweise

- Säuren und Basen, FWU-VHS 4201201

- Säuren und Basen, Telekolleg, FWU-VHS 4209738

- Säuren und Basen, Schulfernsehen, FWU-VHS 4281047

- Protolysen, Telekolleg, FWU-VHS 4209740

- Computersimulation: ODYSSEY, AV-Medienkatalog LPM 6660014

- Kontextorientierte Unterrichtseinheit „Protolysen: Helicobacter pylori“, LPM


- Einleiten von Ammoniak-Gas in Wasser und Überprüfung des Milieus der Lösung

- Reaktion von Ammoniak-Gas mit Chlorwasserstoff-Gas

- pH-Bestimmungen mit einem Universalindikator

- pH-Bestimmung einiger Naturstoffe mit dem pH-Meter

- pH-Bestimmung verdünnter, gleich konzentrierter Salz- und Essigsäure mit einem pH-Meter

- Titration von Salzsäure mit Natronlauge

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25. Redoxreaktionen Chemie Hauptphase

Im Alltag spielen Redoxreaktionen eine herausragende Rolle. Sie finden in jedem Augen-blick unseres Lebens statt, sei es als Energie liefernde Prozesse des Zitronensäurezyklus und der Atmungskette, als Grundlage unseres Ökosystems in Form der Fotosynthese, bei jeder gewünschten oder unerwünschten Verbrennung, der Gewinnung von Metallen sowie der Herstellung vieler chemischer Produkte, die unseren Alltag bestimmen. An diesen Bei-spielen können das Energie-Konzept, das Teilchenkonzept, das Gleichgewichtskonzept und das Donator-Akzeptor-Konzept aufgegriffen und veranschaulicht werden.

Die Schülerinnen und Schüler erkennen Redoxreaktionen -analog zu Protolyse-Reaktionen- als Donator-Akzeptor-Reaktionen und entwickeln für ausgewählte Beispiele Teil- und Ge-samtgleichungen.

Experimentalbefunde machen den Schülerinnen und Schülern bewusst, dass viele Redox-reaktionen als Gleichgewichtsreaktionen beschrieben werden können. Mit Hilfe von Stan-dardpotentialen können sie die Richtung von Elektronenübergängen ermitteln und die Zellspannung eines galvanischen Elementes berechnen. Damit sind die Schülerinnen und Schüler in der Lage, galvanische Elemente in ihrem Funktionsprinzip zu erklären und eigen-ständig zu konstruieren.

Diese Grundlagen der Elektrochemie ermöglichen den Schülerinnen und Schülern ein ver-tieftes Verständnis für Umwandlungen von chemischer Energie in elektrischer Energie und umgekehrt. Sie machen zudem innere Zusammenhänge zwischen den beiden Naturwissen-schaften Chemie und Physik sowie der Technik deutlich.



Der erweiterte Redoxbegriff



vergleichen geeignete Redoxreaktionen hin-sichtlich der aus der Sekundarstufe 1 be-kannten Begriffe Oxidation, Reduktion, Oxi-dationsmittel, Reduktionsmittel, reduzierter Stoff, Oxidierter Stoff,

geben Redoxreaktionen als Elektronen-übertragungsreaktionen an,

definieren Oxidation als Elektronenabga-be und Reduktion als Elektronenaufnah-me,

umschreiben die Begriffe Oxidations- und Reduktionsmittel,

umschreiben die Begriffe korrespondie-rendes Redoxpaar und Redox-Amphoter und geben jeweils ein Beispiel dafür an.

formulieren Reaktionsgleichungen von einfa-chen Redoxreaktionen und wenden darauf das Donator-Akzeptor-Prinzip des erweiter-ten Redoxbegriffs an.

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Erstellen von Redoxgleichungen



bestimmen die Oxidationszahlen in verschie-denen Stoffen,

geben eine Umschreibung für den Begriff Oxidationszahl an.

bestimmen Oxidationszahlen von Edukten und Produkten in Reaktionsgleichungen und vergleichen diese,

interpretieren Oxidationszahl-Änderungen als Oxidation bzw. Reduktion,

formulieren Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion und leiten daraus die Redox-gleichung ab.

Redoxreihe unterschiedlich edler Metalle und Nichtmetalle



vergleichen durch geeignete Versuche das unterschiedliche Redoxverhalten zwischen Metallen und Metall-Ionen edlerer Metalle,

deuten die Ergebnisse mit Hilfe der Fach-sprache und ordnen die verwendeten Metal-le zu einer Redoxreihe.

Galvanische Elemente


definieren den Begriff Galvanisches Ele-ment,


planen einen Versuch zur Konstruktion eines galvanischen Elementes,

protokollieren die Beobachtungen, die Be-trieb eines galvanischen Elementes ablaufen und werten diese mit der Fachsprache aus.

beschreiben und erstellen das Konstruk-tionsprinzip eines galvanischen Elemen-tes,

beschreiben und erklären die Entstehung der Potenzialdifferenz (Spannung) zwi-schen den Halbzellen,

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nennen die Bedeutung des Diaphragmas (Salzbrücke),

geben die Anode als Ort der Oxidation und die Kathode als Ort der Reduktion an,

geben den Aufbau des DANIELL-Ele-mentes an und erläutern das Funktions-prinzip.

Standardpotenziale E° (UH°)


geben den Aufbau der Standard-Wasser-stoffhalbzelle (SWE) an und erläutern das Funktionsprinzip,


vergleichen Potenziale verschiedener Metal-le und Nichtmetalle, die gegen die Standard-Wasserstoffhalbzelle gemessen wurden, mit-einander,

ordnen die Potenziale zu einer Spannungs-reihe,

beurteilen den Ablauf möglicher Redoxreak-tionen unter Anwendung der Spannungsrei-he.

berechnen die Spannung U galvanischer Elemente anhand vorgegebener Poten-ziale.

Elektrolysen als erzwungene Redoxreaktionen


geben den Aufbau einer einfachen Elekt-rolysezelle an und erläutern das Funkti-onsprinzip,


vergleichen Elektrolyse und Galvanisches Element,

umschreiben die Begriffe Zellspannung, Zersetzungsspannung und Polarisations-spannung.

erstellen Stromstärke-Spannungskurven und werten diese aus.

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Hinweise

Der erweiterte Redoxbegriff

- Mögliche Definition: Oxidationsmittel sind Stoffe (oder Elektroden), die Elektronen auf-nehmen (Elektronenakzeptoren).

- Mögliche Definition: Reduktionsmittel sind Stoffe (oder Elektroden), die Elektronen ab-geben (Elektronendonatoren).

- Mögliche Definition: Korrespondierende Redoxpaare sind Teilchenpaare, die durch Elektronenaufnahme bzw. –abgabe ineinander übergehen.

- Der Unterricht soll deutlich machen, dass das Donator-Akzeptor-Prinzip nicht nur für Protolysen und Redoxreaktionen gilt, sondern dass der Austausch von Teilchen oder Energie zwischen den Bausteinen der Marterie eines der grundlegenden Prinzipien der Chemie darstellt („Basiskonzept“). Eine Gegenüberstellung analoger Sachverhalte am Ende der Unterrichtsreihe kann das Prinzip verdeutlichen.

Erstellen von Redoxgleichungen

- Mögliche Definition: Die Oxidationszahl entspricht der Ladung, die ein Atom in einem Teilchen besäße, wenn dieses nur aus Atom-Ionen bestünde.

- Auf die Formulierung der Stoffgleichung mit Gegenionen soll verzichtet werden.

Redoxreihe unterschiedlich edler Metalle und Nichtmetalle

- Aus Zeitgründen sollen nur wenige Metalle und Nichtmetalle in ihrem Reduktions- bzw. Oxidationsvermögen miteinander verglichen werden. Bereits hier besteht die Möglich-keit, Wasserstoff in die Betrachtungen mit einzubeziehen.

Galvanische Elemente

- Die unterschiedlichen Potenziale der Halbzellen lassen sich durch die unterschiedliche Lösungstension (bzw. Elektronendrücke) und der Ausbildung eines dynamischen Gleichgewichts zwischen Atomen, Ionen und Elektronen in einer Doppelschicht an der Elektrodenoberfläche modellhaft erklären.

- Mögliche Definition: Als galvanisches Element bezeichnet man eine Anordnung aus zwei verschiedenen, räumlich getrennten Redoxsystemen.

Standardpotenziale E° (UH°)

- Mögliche Definition: Als Standardpotenzial E° (UH°) bezeichnet man die Spannung, die ein Halbelement unter Standardbedingungen (p=1000 hPa; c=1moll-1; ϑ=25°C) gegen die Standard-Wasserstoffhalbzelle zeigt.

- Mögliche Definition: Die Standard-Wasserstoffhalbzelle ist eine von Wasserstoff unter Standardbedingungen (p=1000 hPa; c=1moll-1; ϑ=25°C) umspülte, platinierte Platin-Elektrode, die in eine Lösung der Oxoniumionen-Konzentration 1moll-1 eintaucht.

- U=UH(Akzeptor) – UH(Donator)

Medienhinweise

- Kontextorientierte Unterrichtseinheit „Strom ohne Steckdose – mobile Energiequellen“, LPM

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Hinweise


- Verbrennung von Eisenwolle in einer Sauerstoff- und Chlor-Atmosphäre

- Thermit-Reaktion

- Redoxreaktionen zwischen Metallen und Metall-Ionen edlerer Metalle

- Redoxreaktionen zwischen Halogenen und Halogenid-Ionen

- DANIELL-Element

- Konstruktion einfacher galvanischer Elemente mit verschiedenen Metallelektroden

- Elektrolyse eines DANIELL-Elementes

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26. Organische Chemie Chemie Hauptphase

Die Behandlung organischer Kohlenstoffverbindungen ist für die Chemie grundlegend und ermöglicht den Schülerinnen und Schülern zahlreiche Zugänge zum Verständnis und zur Einschätzung von Stoffen des Alltags und der Lebenswelt.

Eine Vielzahl organischer Stoffe trägt zum Wohlergehen und zur Gesundheit des Menschen bei, z. B. in Nahrungsmitteln, in Reinigungsmitteln, in Medikamenten oder Kunstfasern. An-dererseits haben vor allem fossile Energieträger wie Erdöl oder Erdgas wirtschaftliche Be-deutung.

Anhand ausgewählter aromatischer Verbindungen vergleichen die Schülerinnen und Schü-ler das charakteristische Reaktionsverhalten dieser Verbindungsklasse mit dem bekannter Kohlenwasserstoffe. Das Wiederaufgreifen von Bindungsphänomenen sowie von weiterfüh-renden Betrachtungen zum Atombau führt letzten Endes zur Besonderheit der Bindungsvor-stellung im Benzolmolekül.

Mit Hilfe der Bildungsreaktion eines Fettes kann das Gleichgewichtskonzept wiederholend angewendet und die Bedeutung von Modellen aufgegriffen werden.

Organische Synthesen und Reaktionstypen sollten unter dem Gesichtspunkt betrachtet werden wie Bindungsumordnungen Wege zu neuen Produkten eröffnen. Dabei hilft die Ein-teilung in grundlegende Reaktionstypen, die Vielfalt organischer Verbindungen zu gliedern und zu systematisieren.

Vertreter einer Stoffklasse zeigen gemeinsame, aber auch spezifische Eigenschaften. Erklä-ren lässt sich dies mit dem Struktur-Eigenschaften-Konzept. Kenntnisse von Reaktions-schritten ausgewählter Reaktionstypen ermöglichen das Verständnis von Reaktionsabläu-fen, wobei die Struktur-Reaktion-Beziehungen verdeutlicht werden. Am Beispiel des Oxi-dationsverhaltens organischer Verbindungen kann neben dem Konzept der Struktur-Reaktion-Beziehungen das Donator-Akzeptor-Prinzip wiederholt und vertieft werden. Am Beispiel der Veresterung wenden die Schüler das Gleichgewichts-Konzept an.



Bindung Struktur, Eigenschaft, Stoffgruppe


geben die Bindungsverhältnisse in organi-schen Verbindungen an,


erstellen einen zur Wiederholung dienen-den Überblick über die Hybridisierungen der Kohlenstoffatome und der daraus resultie-renden Bindungsverhältnisse,

unterscheiden in geeigneten organischen Verbindungen unpolare und polare Atombi-ndung,

erklären mit Hilfe des Konzepts der zwi-schenmolekularen Kräfte (VdW-Kräfte, H-Brücken, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen) den Zusammenhang von Molekülstruktur und Eigenschaften (Schmelz- und Siede-temperatur; Löslichkeit in Fett und Was-ser) in ausgewählten Stoffklassen (Alkan, Alken, Alkohole, Carbonyle und Car-boxyle),

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ordnen organischen Verbindungen bzw. Molekülstrukturen die Begriffe hydro-phil/hydrophob und lipophil/lipophob zu,

fassen bekannte Stoffklassen (Alkane, Al-kene, Alkohole, Alkanone, Alkanale, Car-bonsäuren und Carbonsäureester) mit Strukturformel, der Benennung der funktio-nellen Gruppen und der wichtigen Vertreter in einer Tabelle zusammen,

benennen einfache, unverzweigte organi-sche Verbindungen mit den IUPAC-Regeln,

unterscheiden Struktur- und Stereoisome-rie,

definieren Stellungs- und Gerüstisomerie sowie cis-trans-Isomerie.

unterscheiden an einfachen Beispielen die verschiedenen Isomeriearten.

Anorganische Reaktionstypen in der organischen Chemie (Redoxreaktionen)


bestimmen die Oxidationszahlen in orga-nischen Verbindungen,


erstellen verschiedene Oxidationsreihen vom Alkohol zur Carbonsäure bzw. zum Ke-ton,

formulieren die Oxidationsgleichungen vom Alkohol zum Aldehyd bzw. Keton und die entsprechenden Reduktionsreaktio-nen,

formulieren die Oxidationsgleichung vom Aldehyd zur Carbonsäure.

unterscheiden mehrwertige Alkohole von primären, sekundären und tertiären Alkoho-len,

führen ein Experiment zur Oxidation eines Alkohols durch und werten dieses aus,

erstellen einen tabellarischen Überblick über die Bedeutung und Verwendung von Glykol, Ethanol, Methanol, Isopropanol und Glycerin.

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Organische Reaktionstypen


beschreiben die Radikalische Substitution, die Elektropohile Addition und die Elektro-phile aromatische Substitution als charak-teristische Reaktionen am Kohlenstoffge-rüst (kein Mechanismus),


nennen die Radikalische Substitution als charakteristische Reaktion der Alkane,

geben die Reaktionsbedingungen für eine Radikalische Substitution an und formulie-ren die Reaktionsgleichung,

recherchieren die Formel, Namen, Trivial-namen, Bedeutung und Verwendung von Teflon und Chloroform,

nennen die Elektrophile Addition als cha-rakteristische Reaktion an eine C-C-Mehrfachbindung (Alkene/Alkine),

geben die Reaktionsbedingungen für eine Elektrophile Addition an und formulieren die Reaktionsgleichung,

beschreiben und erläutern den Einfluss des I-Effekts auf die Reaktionsgeschwin-digkeit bei substituierten Alkenen,

vergleichen Radikalische Substitution und Elektrophile Addition hinsichtlich Energie-umsatz, Reaktionsbedingungen und Pro-dukte,

formulieren die Reaktionsgleichung für die Bildung eines Polymers aus einem Mo-nomer,

zeichnen Strukturausschnitte von PS, PP und PE,

informieren sich in verschiedenen Quellen über die Verwendung von PS, PP und PE,

unterscheiden aromatische Kohlenwas-serstoffe von aliphatischen Kohlenwas-serstoffe,

nennen Benzol als charakteristischen Ver-treter der aromatischen Kohlenwasser-stoffe,

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leiten aus geeigneten Beispielen den Struk-turvorschlag von Kékulé ab,

erläutern die Bindungsverhältnisse im Benzol und schließen auf die Eigenschaf-ten (Siedetemperatur, Schmelztempera-tur, Löslichkeit),

recherchieren die Bedeutung von Benzol als Antiklopfmittel und Ausgangsstoff für die Herstellung von z. B. Kunststoffen, Arznei-mitteln, Farbstoffen.

beschreiben die Elektrophile aromatische Substitution als charakteristische Reaktion der Benzole und formulieren die Reakti-onsgleichung.

Reaktionen an den funktionellen Gruppen


geben Reduktion und Oxidation von Car-bonylverbindungen als charakteristische Reaktion an der funktionellen Gruppe an,


stellen die Bedeutung von Formaldehyd, Acetaldehyd und Aceton für den Alltag dar,

beschreiben die säurekatalysierte Veresterung als Nucleophile Substitution und formulieren die Reaktionsgleichung (kein Mechanismus),

geben an, dass die Veresterung eine GGW-Reaktion und eine Kondensations-reaktion darstellt,

recherchieren die Bedeutung der Ester im täglichen Leben,

geben einen Überblick über die ersten vier Monocarbonsäuren, ihre Trivialnamen, ihr Vorkommen und ihre Bedeutung,

umschreiben den Begriff Fettsäure und beschreiben Fette als Ester aus Propan-triol und Fettsäuren,

unterscheiden zwischen ungesättigten und gesättigten Fettsäuren am Beispiel von Palmitin-, Stearin-, ÖL-, Linol- und Linolen-säure,

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formulieren die Reaktionsgleichung für die Bildung eines Fettes aus Glycerin und drei Fettsäuren.

zeichnen ein Fett in einem geeigneten Mo-dell und kennzeichnen darin den hydrophi-len/lipophoben und hydrophoben/lipophilen Anteil.

Hinweise

Bindung, Struktur, Eigenschaft, Stoffgruppe

- Hier bietet sich eine knappe Wiederholung des Kapitels „Chemische Bindung“ unter Verwendung bekannter organischer Stoffe an.

- Stoffklassen aus Klasse 10 sind Alkane, Alkene, Alkohole, Alkanone, Alkanale, Carbon-säuren, Carbonsäureester.

- Die Wasser- bzw. Fettlöslichkeit kann als Funktion der Polarität der Teilchen und ihrer zwischenmolekularen Kräfte aufgefasst werden.

- Die Benennung von Verbindungen mit verzweigten Seitenketten wird nicht verlangt.

- Mögliche Definition: Strukturisomere (Konstituionsisomere) unterscheiden sich durch die Verknüpfung der Atome bzw. die Reihenfolge der Atome.

- Mögliche Definition: Stereoisomere besitzen die gleiche Konstitution, aber unterschiedli-che Anordnungen der Atome im Raum.

Anorganische Reaktionstypen in der organischen Chemie

Mögliche Definition: Die Oxidationszahl eines Atoms in irgendeiner chemischen Einheit gibt die Ladung an, die dieses Atom hätte, wenn die Elektronen jeder Bindung dem jeweils stär-ker elektronegativen Atom zugeordnet wären.

Organische Reaktionstypen

- Auf Reaktionsmechanismen wird im 2-stündigen G-Kurs verzichtet.

- An geeigneten Stellen bietet sich eine Wiederholung der Grundlagen der Organik aus Klassenstufe 10 an.

- Ein Hinweis auf die Giftigkeit und krebserregende Wirkung von Benzol soll gegeben werden.

Reaktionen an den funktionellen Gruppen

- Auf die Giftigkeit und krebserregende Wirkung von Formaldehyd soll hingewiesen wer-den.

- Als Trivialnamen für die ersten vier Monocarbonsäuren sind zu erwähnen: Ameisensäu-re, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure.

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Hinweise

Medienhinweise:

Methan, der einfachste Kohlenwasserstoff, FWU-DVD 4601043

Erdöl und Erdgas: Entstehung, Gewinnung, Verwendung, FWU-DVD 4602180

Erdölverarbeitung, FWU-DVD 4602291

Chemische Schulversuche und Schülerübungen: Organik, FWU-DVD 4602434

Die Vielfalt der Alkohole und ihre Reaktionen, FWU-DVD 4602720

Ethanol und Co – Stoffe mit OH, FWU-DVD 4602714


Erdöl – ein Rohstoff, FWU-VHS 4201913

Der Kohlenwasserstoff, FWU-VHS 4253899

Brennendes Eis, FWU-VHS 4284797

Ausgewählte Kohlenwasserstoffe, -derivate 1 (auch Ethanol), FWU-VHS 4253840

Ausgewählte Kohlenwasserstoffe, -derivate 2 (auch Glycerin), FWU-VHS 4253841

Biomoleküle (Kohlenhydrate, Proteine und Fette), FWU-DVD 4602291


- Verbrennen verschiedener Alkane

- Substitution an flüssigen Alkanen durch Brom

- Additionsreaktion an Doppelbindungen in Olivenöl

- Mikroskopische Untersuchung von Hefezellen (Gärung)

- Oxidation verschiedener Alkohole mit Kupferblech

- Esterbildung aus verschiedenen Alkansäuren und Alkoholen

- Addition von Brom an Hexen

- Oxidation von Ethanoldampf an Pt- oder Cu-Katalysatoren

- Nachweis von Ethanal mit fuchsinschwefliger Säure

- Alkoholteströhrchen

- Darstellung von Borsäuremethylester

- FEHLING- und TOLLENSprobe

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Anhang

Liste der verwendeten Operatoren

Operator Beschreibung der erwarteten Leistung

ableiten

herleiten

von gegebenen oder selbst ermittelten experimentellen Daten auf eine

zwingende Konsequenz schlussfolgern

abschätzen durch begründete Überlegungen Größenordnungen angeben

anwenden

übertragen

einen bekannten Zusammenhang oder eine bekannte Methode auf einen

anderen Sachverhalt beziehen

auf etwas schließen aus einer Reihe von Aussagen und Beobachtungen einen Sachverhalt

ableiten

auswerten

Daten, Einzelergebnisse oder andere Elemente in einen Zusammenhang

stellen, gegebenenfalls zu einer Gesamtaussage zusammenführen und

Schlussfolgerungen ziehen

benennen einen Stoff nach einer wissenschaftlichen Vereinbarung mit einem Namen

versehen

berechnen

bestimmen

ein Ergebnis, ausgehend von einem Ansatz oder einem Diagramm gewin-

nen, den Lösungsweg unter Angabe von Zwischenschritten darstellen und

das Ergebnis formulieren

beschreiben Sachverhalte, Verfahren oder Zusammenhänge strukturiert unter Verwen-

dung der Fachsprache wiedergeben

beurteilen zu einem Sachverhalt eine selbstständige Einschätzung nach fachwissen-

schaftlichen und fachmethodischen Kriterien formulieren

bewerten eine eigene Position zu einem Sachverhalt nach ausgewiesenen Kriterien

vertreten bzw. mit Beurteilungskriterien begründen

darstellen Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden, Ergebnisse etc. strukturiert

wiedergeben

deuten

interpretieren

kausale Zusammenhänge im Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten unter-

suchen und abwägend heraus stellen

diskutieren im Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen und Thesen Pro- und

Kontra-Argumente einander gegenüber stellen und abwägen

durchführen einen Sachverhalt in einem geplanten Experiment selbstständig überprü-

fen

entwickeln

aufstellen

erstellen

Sachverhalte und Methoden zielgerichtet miteinander verknüpfen, eine

Hypothese, eine Skizze, ein Experiment oder eine Theorie schrittweise

weiterführen und entwickeln

erkennen aus einer Beobachtung auf einen Sachverhalt schließen

erklären einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich zum Ausdruck brin-

gen

erläutern einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen (gegebenenfalls mit

Formeln und Gleichungen) veranschaulichen und verständlich machen

formulieren eine Beschreibung eines Sachverhaltes oder eines Vorgangs in einer Fol-

ge von Symbolen oder Wörtern angeben

nennen

angeben

Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten ohne nähere Erläuterungen auf-

zählen

Juli 2017 41

Liste der verwendeten Operatoren

Operator Beschreibung der erwarteten Leistung

planen zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranordnung und eine

Experimentieranleitung finden

protokollieren Beobachtungen oder die Durchführung von Experimenten detailgenau

und in fachtypischer Weise schriftlich wiedergeben

recherchieren

sich informieren

ermitteln von Informationen mit Hilfe von Quellen

skizzieren Sachverhalte, Objekte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche

reduzieren und in übersichtlicher Weise wiedergeben

Überblick geben

Überblick erstellen

einen Sachverhalt in einer sachlogischen und sinnvollen Reihenfolge ord-

nen und erklären

überprüfen

prüfen

Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und

eventuelle Widersprüche aufdecken

umschreiben

definieren

einen Sachverhalt unter Verwendung der Fachsprache sachgerecht wie-

dergeben

unterscheiden

abgrenzen

zwischen zwei oder mehreren Sachen an Hand von Merkmalen trennen

vergleichen Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln

zeichnen eine möglichst exakte graphische Darstellung beobachtbarer oder gege-

bener Strukturen anfertigen

zerlegen

untersuchen

Sachverhalte/Objekte erkunden und wichtige Bestandteile oder Eigen-

schaften und Merkmale auf eine bestimmte Fragestellung hin herausarbei-

ten

zusammenfassen das Wesentliche in konzentrierter Form wiedergeben

Documents

LP Ch Gym nw-Zweig 8 und 9 - saarland.de · Das Kompetenzmodell für Chemie (siehe Abbildung) beinhaltet gleichermaßen neben dem inhaltsbezogenen Kompetenzbereich „Fachwissen“